三元锂电池与磷酸铁锂电池的区别

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虽然近期有固态电池的消息来袭，但固态电池仍有相当多难点需要解决，其商业化量产并应用于新能源汽车，还有很长的路要走。
当前动力电池的主流，仍然是三元电池与磷酸铁锂电池。过去一段时间，磷酸铁锂电池可谓风头正劲，越来越多的新能源乘用车从三元电池转向至磷酸铁锂电池。
本文从安全性、能量密度、低温放电、充电效率、循环寿命等5个角度来看三元电池也磷酸铁锂电池的区别。
1、安全性
刀片电池是磷酸铁锂电池。刀片电池已经证明其可以通过严酷的针刺测试，而三元电池则不能。因此，磷酸铁锂电池是比三元电池更安全的电池。
此外，磷酸铁锂正极材料本身的热稳定性就比三元锂要好很多，在500摄氏度以内，都有着极高的稳定性，超过800摄氏度时才有发生热失控，此外，即便发生热失控，磷酸铁锂电池的放热也非常缓慢，且分解时不会释放氧气，减少了起火的风险。
相比之下，三元锂电池在300摄氏度左右就开始溶解了，在新能源汽车自燃事件中，确实也是三元锂电池车型占据更大比例。
2、能量密度
根据国内各企业的公开信息，高端三元电池的单体能量密度达到或超过250Wh／kg的已较为普遍，而目前国内的磷酸铁锂电池单体的能量密度大约为180Wh／kg左右。
在这一点上看，三元电池有着比磷酸铁锂电池更好的能量密度。
虽然比亚迪开发的刀片电池提升了电芯的重组效率，体积能量密度提升高达50％，但这是结构性的改变，磷酸铁锂电池的单体能量密度并没有提高。
3、低温放电
相比较而言，在零下20摄氏度，三元锂电池与磷酸铁锂电池相比有比较明显的优势。
具体如下图所示：

图片来源：www.shop-samurai.com

4、充电效率
目前市面上较为常见的充电方式为恒流恒压式充电，一般在充电开始实施，先采用恒流充电，此时的电流较大，充电效率相对更高，而在电压达到一定数值之后，降低电流改为恒压充电，这样可以让电池充的比较满一些。
在这个过程中，恒流充电容量与电池总量的比值称为恒流比，它是衡量一组电池在充电中充电效率的关键数值，通常百分比越大，说明在恒流阶段充入的电量越高，也就证明该电池的充电效率更高。
充放电电流与电池的总量比值为充放电倍率，从数据中可以看出，三元锂电池与磷酸铁锂电池在十倍率以下充电时，恒流比无明显差距，十倍率以上充电时磷酸铁锂电池恒流比例迅速降低，充电效率迅速降低，由此可以看出，在充电效率上，三元锂电池优势比较大。
5、循环寿命
如果把剩余容量为初始容量的80％作为测试结束点，目前磷酸铁锂电池经实验室测试，循环寿命在3500次以上，部分达到5000次。
而三元锂电池测试循环寿命在2500次左右，在循环寿命这一个点上，磷酸铁锂电池比三元锂电池的真实寿命要长许多。
在同等循环次数下，磷酸铁锂电池的剩余容量也比三元锂电池只多不少，三元锂电池循环3900次，剩余容量66％，磷酸铁锂电池循环5000次，剩余容量84％，磷酸铁锂电池优势明显。
从以上分析可看到，磷酸铁锂在安全性与循环寿命方面优势明显；三元电池在能量密度、低温放电、充电效率方面占优。
当然，也并不是说两种电池中，哪一种电池更好，因为他们都有着各自极优的应用场景。